Equilibrio químico /solubilidad J15 Sea el equilibrio a 700ºC: 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g). En un recipiente de 2 litros se encuentra una mezcla gaseosa en equilibrio con la siguiente composición: 0,7 mol de SO2, 0,48 mol de O2 y 0,9 mol de SO3. Calcula: a) la presión total de la mezcla y las presiones parciales de cada gas en el equilibrio; b) las constantes Kc y Kp a 700ºC; c) el valor del cociente de reacción cuando se reduce el volumen del recipiente a la mitad e indica en qué sentido se desplaza el equilibrio. (Datos: R = 0,082 atm.L/mol.K)R : Pt= 82,98 atm; pso2= 27,93 atm;PSO3= 35,90atm; PO2= 19,15 atm; b)Kc = 6,9; Kp= 8,65 ·10-2; Q =3,44, derecha Sp15 (3 puntos) Introducimos en un recipiente de 2,5 L de volumen 32 g de SO2 y 16 g de O2. Al calentarlo a 1000 K se alcanza el siguiente equilibrio: 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g). Al analizar la mezcla en equilibrio se encuentran 0,15 moles de SO2. Calcula: a) los gramos de SO3 que se han formado cuando se alcanza el equilibrio; b) el valor de Kc y de Kp. c) Justifica hacia donde se desplazará el equilibrio si se reduce el volumen del recipiente a la mitad sin variar la temperatura. (Datos: Masas atómicas: S = 32 ; O = 16 ; R = 0,082 atm.L/mol.K) R: a) 2,8g SO3; b) Kc = 7,69; Kp= 0,094; c) hacia derecha J14 En el equilibrio de disociación catalítica del etano a 900 K, este se encuentra disociado en un 23% cuando la presión total de equilibrio es 0,75 atm. Si el equilibrio que se establece es: C2H6(g)= C2H4(g) + H2(g), calcula: a) las presiones parciales de cada compuesto en el equilibrio; b) las constantes KP y KC; c) las concentraciones molares de eteno e hidrógeno en el equilibrio. (Datos: R = 0,082 atm.L/K.mol). R: a) PC2H4=PH2=0,14 atm; PC2H6=0,47 atm; b) Kp= 0,042; Kc= 5,7 ·10-4; c) 1,89· 10-3 M Sp14 En un reactor de 4 litros de capacidad se encuentran en equilibrio 2 moles de A, 4 moles de B y 20 moles de C, siendo estas sustancias tres compuestos gaseosos entre los cuales se establece la siguiente reacción de equilibrio: A(g) + B(g)=C(g). a) Calcula la constante KC de este equilibrio. b) Si se añaden a esta mezcla 4 moles del compuesto B, calcula el valor del cociente de reacción y razona hacia donde se desplaza el equilibrio.c)Calcula la concentración del compuesto C en esta nueva situación de equilibrio. R: a)Kc=10; b)Q=5, hacia la derecha; c) [C]=5,21 M Jn13Sea el equilibrio en fase gaseosa: A(g) + B(g)= C(g). Cuando se introducen 2 moles de A y 2 moles de B en un recipiente de 20 litros y se calienta a 600ºC se establece el equilibrio anterior, cuya constante Kp vale 0,42. Calcula: a) el valor de Kc; b) la concentración de C en el equilibrio; c) las presiones parciales de cada compuesto en el equilibrio. (Datos: R = 0,082 atm.L/K.mol) R: a) Kc= 30,07; b) x= 1,13 moles; [C]=0,056M; c) Pc=4,04 atm; Pa=Pb=3,11 atm Sp13El cloruro de nitrosilo es un gas utilizado en la síntesis de productos farmacéuticos. Se descompone a altas temperaturas según el equilibrio 2 NOCl(g)= 2 NO(g) + Cl2(g). En un recipiente de 2 litros se introducen 50 g de cloruro de nitrosilo y se calienta a 500ºC hasta alcanzar el equilibrio. Si la concentración de monóxido de nitrógeno en el equilibrio es 0,134 M, calcula: a) el grado de disociación del NOCl; b) las constantes de equilibrio Kc y Kp; c) la presión total. (Datos: R = 0,082 atm.L/K.mol; Masas atómicas: N = 14 ; O = 16 ; Cl = 35,5) R: a) α= 0,35; 35,12 %; b) Kc= 0,0196; Kp= 1,24 ; c) 28,43 atm R13Se introducen en un recipiente de 10 L de volumen, 2 moles de nitrógeno y 1 mol de hidrógeno. Al calentarlo a una temperatura de 300º C se establece el siguiente equilibrio: N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g)comprobándose que el número de moles de hidrógeno es igual al número de moles de amoniaco. Calcula: a) los moles de cada componente en el equilibrio; b) los valores de Kc y Kp; c) la presión parcial del hidrógeno. (Datos: R = 0,082 atm.L/mol.K J12) En un recipiente de 3 litros se introducen 8,4 g de monóxido de carbono y 5,4 g de agua. La mezcla se calienta a 600 K, estableciéndose el equilibrio CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g), cuya KC vale 23,2. Calcula, para el equilibrio a 600 K: a) la concentración de todas las especies en el equilibrio; b) el grado de disociación del monóxido de carbono; c) la presión total de la mezcla. (Datos: R= 0,082 atm.L/mol.K; masas atómicas: C = 12 ; O = 16 ; H = 1). R: [H2]= [CO2]=0,083 M; [CO]= [H2O]=0,017M; b) α= 83,3%; c) P= 9,84 atm Sp12) En un recipiente cerrado de 5 litros de volumen se introduce 1 mol de dióxido de azufre y 1 mol de oxígeno. Se establece el siguiente equilibrio al calentar a 727 ºC: 2 SO2(g) + O2(g)= 2 SO3(g.) Al alcanzarse el equilibrio se analiza la mezcla, midiéndose 0,15 moles de SO2. Calcula: a) Las concentraciones de todas las sustancias en el equilibrio. b) Los valores de KC y de KP a esa temperatura. (Datos: R = 0,082 atm.L /mol.K) J11) En un recipiente de 3 litros se introducen inicialmente 2 moles del compuesto A y 2 moles del compuesto B y se calienta a 500ºC hasta que se alcanza el equilibrio indicado por la reacción: A(g) + B(g) ->2C(g). Sabiendo que la fracción molar del compuesto C en la mezcla en equilibrio es 0,6, calcula: a) las concentraciones de todos los compuestos en el equilibrio b) el valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp c) la presión total en el recipiente cuando se alcanza el equilibrio a 500ºC. (Datos: R= 0,082 atm.l/K.mol) SP 11El pentacloruro de fósforo se descompone a 525 K, según el siguiente equilibrio: PCl5(g)↔PCl3(g) + Cl2(g). El valor de la constante de equilibrio, Kp, a esa temperatura es 1,78 atm. En un recipiente se introduce inicialmente una mezcla de gases cuyas presiones parciales son las siguientes: p(PCl5)=2,0 atm; p(PCl3)= 1,5 atm y p(Cl2)= 1,5 atm. a)Deduce matemáticamente si el sistema se encuentra en equilibrio y, si no es así, indica hacia dónde se desplaza. B) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presión total. S: a) No, se desplaza hacia la drcha. b) p(PCl5)=1,74 atm; p(PCl3)=p(Cl2)=1,76; pt=5,26 R11) El N2O4 se disocia según el equilibrio: N2O4(g)→ 2NO2(g) Su constante de equilibrio Kc, a 27 ºC, vale 5,5·10-3. Se introducen inicialmente 0,5 moles de N2O4 en un matraz de 5 litros y posteriormente se calienta a 27 ºC. a)¿Cuál es la concentración inicial de tetraóxido de dinitrógeno? b)Calcula los moles de dióxido de nitrógeno en el equilibrio, a esa temperatura. c)¿Aumentará la cantidad obtenida de dióxido de nitrógeno al aumentar la presión? Razona la respuesta. R´11) Sea el equilibrio de disociación del yodo a 1000 K, I2(g)↔ 2I(g), cuya constante de equilibrio Kp a esa temperatura vale 3,07·10-3. Si en un recipiente de 5 litros se ponen inicialmente 0,05 mol de I2(g), calcula: a)la constante de equilibrio Kc b)el grado de disociación del I2(g) en el equilibrio a 1000 K c)las fracciones molares de todas las especies en el equilibrio. (Datos: R= 0,082 atm.l/K.mol) J10 El fosgeno puede prepararse por reacción directa del monóxido de carbono y el cloro según la reacción: CO(g) + Cl2(g) ↔ COCl2(g) .Sabiendo que a 670 K la constante KC vale 1,3.103, calcula: a)La constante de equilibrio Kp, a esa temperatura. b)Las presiones parciales de todos los gases en equilibrio si las presiones parciales iniciales de cada uno de los dos reactivos, CO y Cl2, son 0,75 atm. (Datos: R=0,082 atm·l/k·mol) S: a) KP=23,66 b) p(Cl2)=p(CO)=0,158 atm; p(COCl2)=0,592 atm Sp10) A una temperatura determinada, el equilibrio: A + B↔C + D tiene una constante Kc= 4.10 -2. Si inicialmente tenemos una mezcla de 1 mol de A, 2 moles de B; 0,2 moles de C y 0,3 moles de D en un recipiente de 2 litros, responde: a)¿Está en equilibrio el sistema inicial? Razona la respuesta. b)Si no está en equilibrio deduce hacia donde se desplazará y calcula las concentraciones de todos los compuestos en el equilibrio. S: a) No, hacia la drcha. b) [A]=0,48 M; [B]=0,98 M; [C]=0,12 M; [D]=0,17 M R10) El cianuro de hidrógeno puede prepararse reduciendo cianógeno gaseoso, C2N2, según el equilibrio: C2N2(g) + H2(g)↔ 2HCN(g) . En un matraz de 2 litros se mezclan inicialmente 4 moles de C2N2 y 2 moles de hidrógeno y se calienta a una temperatura determinada hasta que se alcanza el equilibrio. A esa temperatura la constante Kc es 50. Calcula: a) El valor de Kp y las concentraciones iniciales de cada reactivo. b) La concentración de cada una de las sustancias en el equilibrio R´10) Al calentar inicialmente 67,5 gramos de SO2Cl2 dentro de un recipiente de 2 litros, a 450 ºC se establece el siguiente equilibrio: SO2Cl2(g)↔ SO2(g) + Cl2(g. En este momento de equilibrio, la presión ejercida por la mezcla de gases es 21 atmósferas. Calcula: a) Los moles totales en equilibrio y el grado de disociación. B) Las presiones parciales de cada gas en el equilibrio. C) Las constantes Kp y Kc a esa temperatura. (Datos: Masas atómicas: S=32; O=16; Cl=35,5; R= 0,082 atm·l/K·mol) J09) Se calientan 12,5 g de PCl5 a 150ºC en un recipiente de 1 litro de volumen, estableciéndose el equilibrio PCl5(g) ↔ PCl3(g) + Cl2(g). Si la presión total en el equilibrio es 2,29 atm, calcula: a) el número total de moles en el equilibrio; b) el grado de disociación del PCl5(g); c) el valor de las constantes de equilibrio KC y KP a 150ºC. Datos: R= 0,082 atm·l/k·mol; Masas atómicas: P = 31; Cl = 35,5 S: a) 0,066 ; b) α=0,101; c) Kc=1,6·10-3 ; Kp=0,056 Sp 09) En un recipiente de 2 litros se ponen inicialmente 0,7 mol de N2O4(g). Este gas se calienta hasta 298 K y, transcurrido un cierto tiempo, en el recipiente hay 0,66 moles de N2O4(g) y 0,08 moles de NO2(g). El valor de la constante KC para el equilibrio a 298 K: N2O4(g) ↔ 2 NO2(g) es 4,85.10-3. a)Indica razonadamente si la mezcla anterior se encuentra en equilibrio. B)Calcula el grado de disociación del N2O4(g) en el equilibrio a 298 K. c)Calcula la presión total en el equilibrio a 298 K. Datos: R= 0,082 atm·l/k·mol) S: a) No, hacia la izqda. b) α=0,0572 c) 9,04 atm. R09) El pentacloruro de antimonio se disocia según la reacción: SbCl5(g) ↔SbCl3(g) + Cl2(g) Al calentar una mezcla de estos gases a 180 ºC y a una presión de 1,5 atmósferas se alcanza el equilibrio, encontrándose el SbCl5 disociado en un 24 %. Calcula: a) Las constantes KP y KC a esa temperatura. b) La presión a la cual se disociaría en un 40 % a la misma temperatura. (Datos: R= 0,082 atm·l/K·mol) R´09) Sea el equilibrio en fase gaseosa a 500 K: A ↔B + C. El valor de la constante K C de este equilibrio a 500 K es 0,05. Si inicialmente colocamos 0,375 moles de A en un recipiente de 5 litros, calcula: a) el grado de disociación de A; b) las concentraciones de todos los compuestos en el equilibrio; c) la presión total y la presión parcial del compuesto A en el equilibrio. (Datos: R= 0,082 atm·l/K·mol) J08) Una muestra de 10 gramos de SO2Cl2 gaseoso se descompone a 450ºC en un recipiente de 3 litros, hasta alcanzarse el equilibrio SO2Cl2(g) ↔ SO2(g) + Cl2(g). En el equilibrio a 450ºC, el SO2Cl2 se encuentra disociado en un 79%. Calcula: a) Los moles de cada una de las especies en el equilibrio; b) el valor de las constantes KC y KP a 450ºC; c) la presión total en el recipiente. Datos: Masas atómicas: S = 32; O = 16; Cl = 35,5; R = 0,082 atm·l/k·mol S: a) n(SO2CO2)=0,0151 ; n(SO2)=n(CO2)=0,059; b) KC=0,077; KP=4,56 c) pT=2,63 atm Sp08) En un matraz de 2 litros se introducen 0,05 moles de I2 gaseoso y 0,05 moles de H2. A continuación, se calienta a 400 ºC, estableciéndose el siguiente equilibrio: I2(g) + H2(g) ↔2 HI(g) La fracción molar del yoduro de hidrógeno en el equilibrio es 0,5. Calcula: a)Los moles en equilibrio de cada una de las especies y el valor de la constante de equilibrio Kc. b) La presión total y la de cada una de las especies en el equilibrio. Datos: R = 0,082 atm·l/k·mol S: a) n(I2)=n(H2)=0,025 ; n(HI)=0,5 ; Kc=400 b) 2,76 atm; p(I2)=p(H2)=0,69 atm y p(HI)=1,38 atm. R08) Se introducen 0,61 moles de un compuesto gaseoso A en un recipiente de 2 litros y se calienta hasta 500ºC, estableciéndose el equilibrio: A(g)↔ B(g) + C(g). Si la concentración del compuesto B en el equilibrio es 0,17 M, calcula: a) el grado de disociación de A en el equilibrio a 500ºC; b) el valor de las constantes KC y KP a 500ºC. c) Indica razonadamente si la concentración de equilibrio del compuesto A aumentará o disminuirá en respuesta a un aumento de la presión en el recipiente. (Datos: R = 0,082 atm·l/K·mol) R´08) El equilibrio CO2(g) + CF4(g)↔ 2 COF2(g) tiene una Kc= 0,5 a 1273 K. Si a esta temperatura se mezclan 0,30 moles de CO2, 0,30 moles de CF4 y 0,15 moles de COF2 en un matraz de 2 litros, responde a las siguientes cuestiones: a) ¿Estará la mezcla en equilibrio? Si no es así, ¿hacía dónde se desplaza? b)¿Cuál es la concentración de cada gas en el equilibrio? J07) En un recipiente cerrado se establece el equilibrio N2O4(g) ↔2 NO2(g), siendo las concentraciones de N2O4 y NO2 0,090 y 0,134 M, respectivamente. a) Calcula el valor de la constante de equilibrio KC. Si el volumen del recipiente se duplica, b) indica razonadamente hacia donde se desplaza el equilibrio de la reacción; c) calcula las nuevas concentraciones de cada compuesto en el equilibrio. S: a) KC=0,1995; b) [N2O4]=0,0361 M y [NO2]=0,0848 M Sp07) Sea el equilibrio a 720ºC: SO3(g) ↔ SO2(g) + ½ O2(g). Si a una presión total de 0,25 atm el trióxido de azufre se encuentra disociado en un 69%, calcula: a) las presiones parciales de cada gas en el equilibrio; b) los valores de KP y KC. Datos: R = 0,082 atm.l/mol.K S: p(SO3)=0,0576 atm; p(SO2)=0,1283 atm y p(O2)=0,0642 atm; b) KP=0,564 y KC=0,0625 R07) Una mezcla gaseosa compuesta por 0,56 moles de hidrógeno, 0,56 moles de dióxido de carbono, 2,66 moles de agua y 0,31 moles de monóxido de carbono se encuentra en un recipiente de 5 litros a 2000 K. Para el equilibrio a 2000 K: H2(g) + CO2(g) ↔H2O(g) + CO(g), KC vale 2,63. a) Indica razonadamente si la mezcla gaseosa se encuentra en el equilibrio; b) calcula las presiones parciales de cada gas en el recipiente cuando se establece el equilibrio a 2000 K; c) calcula el valor de la constante de equilibrio KP a 2000 K. (Datos: R = 0,082 atm·l/mol·K) R´07 En un recipiente de 4 litros de capacidad se ponen inicialmente 1 mol del compuesto A y 1 mol del compuesto B dejando que se alcance el equilibrio A(g) + B(g)↔ 2C(g) a 743 K. Sabiendo que el valor de la constante KC para este equilibrio es 25, calcula: a) los moles de B que quedan sin reaccionar en el equilibrio; b) la presión total en el recipiente; c) las presiones parciales de todos los compuestos en el equilibrio. (Datos: R = 0,082 atm·l/mol·K) CUESTIONES EQUILIBRIO Sp15) (1 punto) Dada la reacción de equilibrio exotérmica A(g) + B(g) 2C(g), razona hacia donde se desplaza el equilibrio si: a) aumenta la temperatura; b) disminuye la presión. J07) Si en una mezcla de reacción el valor del cociente de reacción es mayor que el valor de la constante de equilibrio, indica razonadamente si la reacción se producirá hacia la derecha o hacia la izquierda (tomando como referencia la ecuación química representativa de la misma). R10) Para el siguiente equilibrio en fase gaseosa: H2(g) + Br2(g)↔ 2HBr(g) ΔH0= -103,5 kJ Explica cómo se verá afectado tras estas operaciones: a) aumento de temperatura; b) aumento de presión. SOLUBILIDAD J15 (1 punto) El producto de solubilidad (a 298 K) del fluoruro de magnesio es 6,8.10-9. Calcula su solubilidad en mol/L y en g/L. (Datos: Masas atómicas: F = 19 ; Mg = 24,31) J13Calcula la solubilidad en g/L del yoduro de plata en agua, sabiendo que su producto de solubilidad es Ks = 8,3.10-17 (Datos: Masas atómicas: Ag = 107,9 ; I = 126,9) Sp11) Cuando se disuelve tetraoxocromato (VI) de plata, Ag2CrO4, en agua pura, su disolución saturada contiene 1,3·10-4 mol/l de iones CrO42-. ¿Cuál es el producto de solubilidad del Ag2CrO4? S: Ks=8,79·10-12 J11) El producto de solubilidad del sulfuro de cobalto (II) es 4.10-1. Calcula la solubilidad de esta sal en moles por litro. S: 0,63 M J10) Explica cuál de estas sales: AgBr, AgI, AgCl; es la más soluble a partir de los valores de los productos de solubilidad. (Datos: Kps : AgBr= 5,6·10-13 ; AgI=1,1·10-16 ; AgCl= 1,7·10-10 ) S: AgCl
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